一种利用太阳墙和温差发电的lng空温式气化装置及方法
【技术领域】
[0001]本发明属于太阳能气化LNG技术领域，特别涉及一种利用太阳墙和温差发电的LNG空温式气化装置及方法。
【背景技术】
[0002]液化天然气(LNG)是我国城市燃气的一种重要气源，其在供给用户应用前需要由液态气化成气态。由于LNG温度为-162 °C，常采用空温式气化器气化LNGING空温式气化器的优点是直接吸收大气中空气的热量气化LNG，不消耗水和电能，运行成本低，但其气化量(即气化能力)受环境温度的影响较大，在气温较低时，尤其在严寒地区，气化量可能达不到额定值，并且气化器外表面容易出现结霜结冰的现象。为此，现有技术多采用水浴式加热、电加热或者两用一备等方式来解决LNG空温式气化器气化能力较低和易结霜结冰的问题，但这些方式不仅耗能多，而且投资高。同时，LNG在气化过程中，自身蕴藏的大量冷能没有被利用，直接浪费至环境中。
[0003]太阳能作为一种可再生能源，具有经济、实用、无污染等优点，随着科技的发展和技术的进步，在多方面被开发应用，太阳墙就是其中一种太阳能利用技术。太阳墙技术在民用建筑的应用表明:利用太阳墙可吸收太阳辐射加热空气，并能够有组织的输送热空气到建筑物内部。
[0004]温差发电技术是清洁能源利用的一个重要的发展方向，利用温差发电技术不仅可以提高能源利用率、还可以使用电设备实现自主供能，降低运行成本。
【发明内容】
[0005]针对现有技术不足，本发明提供了一种利用太阳墙和温差发电的LNG空温式气化装置及方法。
[0006]—种利用太阳墙和温差发电的LNG空温式气化装置，该装置包括太阳墙、温差发电片9、风机6、风管5、电机7和LNG空温式气化器14;
[0007]所述太阳墙为圆筒形结构，由内至外包括太阳墙内板I和太阳墙集热板2，所述太阳墙内板I和太阳墙集热板2为镀锌钢材质，两者相隔开形成太阳墙空腔，所述太阳墙空腔的底部不封口，形成底部进风口4，顶部除正南、正西、正北、正东方向的4个预留风口外，其余部分用镀锌钢板焊接密封;所述风管5设置四条，正南、正西、正北、正东方向各布置一条，风管5的一端连接至太阳墙空腔顶部相应方向的预留风口，另一端连接至风机6的入口，风机6与电机7连接;所述太阳墙集热板2上均匀开设小孔；
[0008]—组温差发电片9分布安装在太阳墙集热板2的外壁上，该组温差发电片9的高温端温度为太阳墙集热板2的温度，低温端温度为环境空气温度；另一组温差发电片9分布安装在气化器入口管道12上，该组温差发电片9的高温端为环境空气温度，低温端为气化器入口管道12的壁温;所有的温差发电片9通过导线11依次串联连接，形成电源，电源通过导线11连接至电机7，电源与电机7之间设有开关17;
[0009]底部支架3均匀设置在太阳墙内板I底部的圆周上，并固定在地面上形成支撑;LNG空温式气化器14支撑在太阳墙内部。
[0010]所述风机6位于太阳墙上方，且位于太阳墙的中轴线上。
[0011]所述电源与电机7之间设有稳压模块10。
[0012]所述太阳墙集热板2与太阳墙内板I之间从下到上焊接若干加强筋。
[0013]所述太阳墙集热板2的底部与太阳墙内板I的底部齐平，且太阳墙集热板2的顶部与太阳墙内板I的顶部齐平。
[0014]所述LNG空温式气化器14支撑在气化器基础15上，气化器基础15的顶部和底部支架3的顶部齐平。
[0015]所述太阳墙内设置LNG空温式气化器14的数量为一个以上。
[0016]所述LNG空温式气化器14为任何形式的空温式气化器。
[0017]太阳墙的正北方设有检修门16，所述检修门16向外开启。
[0018]上述一种利用太阳墙和温差发电的LNG空温式气化装置气化LNG的方法，环境中的空气通过太阳墙集热板2上的小孔和底部进风口 4进入由太阳墙内板I和太阳墙集热板2构成的太阳墙空腔，太阳墙集热板2吸收太阳辐射加热空气，空气受热后向上流动，通过风管5汇总至风机6的入口，由风机6加压后以一定速度和方向送出至LNG空温式气化器14，与LNG通过LNG空温式气化器14进行间壁式换热，从而气化LNG，气化后的天然气通过气化器出口管道13进入燃气管网；
[0019]当夜间无太阳辐射时，通过太阳墙自身的蓄热功能加热空气，热空气通过风机6送至LNG空温式气化器14气化LNG ；
[0020]风机6所需电能由温差发电片9形成的电源提供。当LNG空温式气化器14不运行时，直接通过开关17切断电机7与电源之间的连接。
[0021]本发明的有益效果为:
[0022]1、本发明将太阳能热利用技术、温差发电技术和LNG气化技术耦合，利用太阳辐射将流经太阳墙内部的空气加热，结合温差发电技术，进一步利用太阳能和LNG冷能，通过温差发电片利用太阳墙与环境之间的温差和环境与LNG之间的温差发电，产生的电能驱动风机，将太阳墙加热后的空气机械送风至LNG空温式气化器，强化换热效果，提高LNG空温式气化器的气化能力，缓解或消除空温式气化器在使用过程中外表面出现的堆霜结冰问题，并且拓宽太阳墙和温差发电技术的应用领域。
[0023]2、太阳墙采用圆筒形结构，风管连接在太阳墙顶部，风机位于四条风管的结合处，风管沿空气流动方向斜向上设置，有利于风管内部空气流动;气化器上空除风管位置外，其余位置中空，可利用雨雪、环境风速促进气化器的换热效果，并且有利于提高太阳墙的抗风能力;在没有太阳能可利用时，太阳墙能够挡风，有助于气化器周围空气的保温；
[0024]3、经太阳墙加热的空气在夜间可利用太阳墙的蓄热作用，对气化器周围空气加热，减少辅助热源的运行时间，进一步降低LNG气化能耗；
[0025]4、本发明的装置结构简单，安装和运行方便，无须维护，不额外消耗一次能源，环保节能，便于组件化和商品化。
【附图说明】
[0026]图1为一种利用太阳墙和温差发电的LNG空温式气化装置示意图；
[0027]图2为一种利用太阳墙和温差发电的LNG空温式气化装置俯视图。
[0028]标号说明:卜太阳墙内板；2-太阳墙集热板;3-底部支架;4-底部进风口；5-风管；6-风机;7-电机;8-电机基础;9-温差发电片；10-稳压模块；11-导线；12-气化器入口管道；13-气化器出口管道;14-LNG空温式气化器;15-气化器基础；16-检修门；17-开关。
【具体实施方式】
[0029]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明做进一步说明。应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本发明的范围及其应用。
[0030]如图1-图2所示一种利用太阳墙和温差发电的LNG空温式气化装置，该装置包括太阳墙、温差发电片9、风机6、风管5、电机7和LNG空温式气化器14;
[0031]所述太阳墙为圆筒形结构，由内至外包括太阳墙内板I和太阳墙集热板2，所述太阳墙内板I和太阳墙集热板2为镀锌钢材质，两者的底部和两者的顶部均齐平，两者相隔开形成太阳墙空腔，且两者之间从下到上焊接若干加强筋，所述太阳墙空腔的底部不封口，形成底部进风口 4，顶部除正南、正西、正北、正东方向的4个预留风口外，其余部分用镀锌钢板焊接密封;所述风管5设置四条，正南、正西、正北、正东方向各布置一条，风管5的一端连接至太阳墙空腔顶部相应方向的预留风口，另一端连接至风机6的入口，所述风机6位于太阳墙上方，且位于太阳墙的中轴线上，风机6与电机7连接;所述太阳墙集热板2上均匀开设小孔；
[0032]—组温差发电片9分布安装在太阳墙集热板2的外壁上，该组温差发电片9的高温端温度为太阳墙集热板2的温度，低温端温度为环境空气温度；另一组温差发电片9安装在气化器入口管道12上，该组温差发电片9的高